Rôles de Pfa1p and Gno1p/PINX1, co-facteurs de l'hélicase d'ARN Prp43p, durant la biogenèse des ribosomes

Role of Pfa1p and Gno1p/PINX1, co-factors of the RNA helicase Prp43p, during ribosome biogenesis

• Auteur / Autrice : Yanling Chen
• Direction : Yves Henry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines G

Hélicases

Ribosomes

Mots clés libres

Protéines à domaine G-patch

Hélicase d'ARN

Biogenèse des ribosomes

Saccharomyces cerevisiae

Résumé

De nombreuses hélicases d'ARN sont requises pour la synthèse des ribosomes. Il a précédemment été démontré que Prp43p, hélicase d'ARN de type DEAH impliquée dans l'épissage, était également requise chez la levure pour la synthèse de la petite et de la grande sous-unité du ribosome et était associée à la plupart des particules pré-ribosomiques. Nous émettons l'hypothèse que Prp43p participe au remodelage de plusieurs particules pré-ribosomiques. Durant la première partie de ma thèse, j'ai contribué à la démonstration que la protéine à domaine G-patch Pfa1p se fixe directement sur Prp43p, pour stimuler ses activités d'hydrolyse de l'ATP et hélicase. Les données obtenues suggèrent fortement que l'activation de Prp43p par Pfa1p est requise pour une maturation efficace du pré-ARNr 20S en ARNr mature 18S. Les résultats obtenus durant la seconde partie de ma thèse étayent l'hypothèse que la protéine à domaine G-patch Gno1p, et son orthologue humain, l'inhibiteur de la télomérase PINX1, sont également des activateurs de Prp43p. Gno1p et PINX1 humaine exprimée chez la levure interagissent avec Prp43p. De plus, PINX1 interagit avec DHX15, l'orthologue humain de Prp43p, dans des cellules HeLa. PINX1 recombinante purifiée se fixe directement sur Prp43p de levure et stimule fortement son activité ATPase, alors que des altérations du G-patch abolissent l'interaction PINX1/Prp43p et la stimulation de l'activité ATPase de Prp43p. J'ai montré que chez la levure, Gno1p est requise avant tout pour la synthèse de la grande sous-unité ribosomique. Gno1p s'associe avec des composants des particules pré-ribosomiques 90S et pré-60S précoces, mais pas avec des composants des particules pré-60S intermédiaires. L'absence de Gno1p ou des altérations du domaine G-patch de Gno1p conduisent à une forte diminution de la quantité de pré-ARNr 27SB, mais ont peu d'effet sur l'accumulation du pré-ARNr 27SA2. Collectivement, mes résultats suggèrent que l'activation de Prp43p par Gno1p au sein de particules pré-ribosomiques 90S et/ou pré-60S précoces conduit à un/des réarrangement(s) de conformation cruciaux pour la maturation ultérieure de ce dernier type de particules.

Numerous RNA helicases are required for ribosome synthesis. It has previously been shown that the splicing DEAH RNA helicase Prp43p is required in Saccharomyces cerevisiae for the synthesis of both large and small ribosomal subunits and is associated with most pre-ribosomal particles. We postulate that Prp43p remodels several pre-ribosomal particles. During the first part of my thesis, I have contributed to the demonstration that the G-patch protein Pfa1p directly binds to Prp43p, to stimulate its ATPase and helicase activities. The data obtained strongly suggest that activation of Prp43p by Pfa1p is required for efficient maturation of the 20S pre-rRNA into mature 18S rRNA. Data obtained in the second part of my thesis support the notion that the yeast G-patch protein Gno1p and its human orthologue, the telomerase inhibitor PINX1, are also activators of Prp43p. Gno1p and human PINX1 expressed in yeast interact with Prp43p. Moreover, PINX1 interacts with DHX15, the human orthologue of Prp43p, in HeLa cells. Purified recombinant PINX1 directly binds to yeast Prp43p and strongly stimulates its ATPase activity, while alterations of the G patch abolish both the PINX1/Prp43p interaction and the stimulation of Prp43p ATPase activity. In yeast cells, I have shown that Gno1p is above all required for the synthesis of the large ribosomal subunit. Gno1p associates with components of 90S and early pre-60S pre-ribosomal particles but not with components of intermediate nucleoplasmic pre-60S particles. Lack of Gno1p or alteration of the G patch of Gno1p lead to a strong decrease in 27SB pre-rRNA accumulation while levels of 27SA2 pre-rRNA are little affected. Altogether, my results suggest that activation of Prp43p by Gno1p within 90S and/or early pre-60S particles elicits (a) conformational rearrangement(s) crucial for the subsequent maturation of these latter particles.